受擾永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)速度跟蹤控制.pdf

1、直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)作為一種新型的發(fā)電系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中。然而風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個非線性、強(qiáng)耦合、多變量的復(fù)雜系統(tǒng)，由于風(fēng)能信號的隨機(jī)性、時變性，不可控等特點，加上外界環(huán)境中干擾造成的影響，很難獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，這就給初期設(shè)計帶來了很大挑戰(zhàn)。因而，針對永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特性，設(shè)計一種不依賴于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、算法簡單、抗干擾性能強(qiáng)的先進(jìn)控制算法，對于解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

2、存在的受擾問題、非線性問題以及提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率顯得尤為重要。
　　本文采用速度跟蹤控制的方法，以最大功率跟蹤控制為目標(biāo)，針對直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)抗干擾問題，致力于研究基于自抗擾控制(ADRC)的主動抗干擾控制方法，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。基于對永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　(1)針對直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的非線性、強(qiáng)耦合、多干擾的問題，提出一種基于不依賴于

3、數(shù)學(xué)模型的自抗擾控制方法。首先將系統(tǒng)的內(nèi)擾包括參數(shù)攝動，模型的不確定、控制耦合、未建模動態(tài)以及系統(tǒng)外擾一起看成系統(tǒng)的總干擾，然后通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(ESO)對系統(tǒng)的總干擾進(jìn)行估計，再通過前饋補償?shù)姆绞较蓴_的影響。仿真結(jié)果表明所提的自抗擾控制方法能夠有效地抑制干擾的影響，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
　　(2)直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是一個多干擾的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動慣量以及其它參數(shù)隨著風(fēng)速和外界干擾劇烈變化時，擴(kuò)張

4、狀態(tài)觀測器(ESO)對擾動的估計精度將大大降低。針對這一問題，本文提出一種基于模型補償自抗擾(Model-compensation ADRC)的控制方法。首先通過慣量辨識和轉(zhuǎn)矩觀測得到系統(tǒng)的部分模型信息，然后在ADRC的設(shè)計中充分利用這部分模型信息，補償?shù)粢恍┎淮_定性，將緩解ESO對擾動的估計壓力，提高ADRC的控制性能，仿真結(jié)果驗證了所提控制方法的有效性。
　　(3)時延無可避免的存在于永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，時延的存在會引起相